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lunedì 8 aprile 2019

IL CICLO DEL CARBONIO, di Rosa M Mistretta



 Il ciclo globale del Carbonio, uno dei cicli biogeochimici
terrestri, è suddiviso in componenti geologiche e biologiche. 



Il ciclo del Carbonio geologico opera su una scala temporale di milioni di anni, mentre il ciclo biologico ha una scala temporale che va da alcuni giorni a migliaia di anni.

Il ciclo del Carbonio è studiato in due sottocicli interconnessi:

·        uno che si occupa del rapido scambio di Carbonio tra gli organismi viventi,
·        l’altro che si occupa del ciclo a lungo termine del Carbonio attraverso i processi geologici.

Sebbene siano esaminati in questo contesto separatamente, è importante rendersi conto che questi cicli sono collegati. Per esempio, i serbatoi atmosferici e oceanici, che sono utilizzati dagli organismi, sono alimentati e impoveriti dai processi geologici.

Con una breve panoramica, il Carbonio è presente nell'aria in gran parte come anidride carbonica CO2, un gas che reagisce con le molecole d'acqua per produrre bicarbonato H2CO3.
la scuola del sapere

La fotosintesi delle piante terrestri, dei batteri e delle alghe converte l'anidride carbonica in molecole organiche, che sono parte delle catene alimentari e della respirazione cellulare.

Negli organismi viventi il Carbonio è presente sotto forma di carboidrati che si ossidano formando anidride carbonica e acqua che per fotosintesi clorofilliana diventa

6CO2 + 6H2O >>>   CH12O+ 6O2

Per ossidazione del metano si ottiene anidride carbonica secondo la seguente reazione

 CH4 + 2 O2 >>>>> CO2 + 2 H2O

 Analogamente alla distruzione di ossido di carbonio atmosferico si forma

2CO  + O2 >>> 2 CO2

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Il deposito a lungo termine del Carbonio organico si verifica quando la materia proveniente da organismi viventi è sepolta in profondità nel sottosuolo o affonda nel fondo dell'oceano, formando una roccia sedimentaria. L'attività vulcanica e, più recentemente, la combustione di combustibili fossili riportano il Carbonio immagazzinato a far parte del ciclo.

Il ciclo del Carbonio a lungo termine mantiene un equilibrio che impedisce a tutto il Carbonio della Terra di entrare nell'atmosfera o di essere immagazzinato interamente nelle rocce e nel contempo tiene costante il valore la temperatura atmosferica, come un termostato.

La termoregolazione agisce per alcune centinaia di migliaia di anni. Per periodi di tempo più brevi, da decine a centomila anni, la temperatura della Terra può variare: su queste scale temporali la Terra oscilla tra glaciazioni e periodi interglaciali più caldi.

Su scale di tempo molto lunghe (da milioni a decine di milioni di anni), il movimento delle placche tettoniche e le variazioni nella velocità con cui il Carbonio va a far parte degli strati interni della Terra possono cambiare la temperatura atmosferica. 
La Terra ha subìto un notevole cambiamento negli ultimi 50 milioni di anni: dai climi estremamente caldi del Cretaceo (circa 145 a 65 milioni di anni fa) ai climi glaciali del Pleistocene (circa 1,8 milioni a 11.500 anni fa).


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Attraverso una serie di reazioni chimiche e attività tettonica, il Carbonio impiega tra 100-200 milioni di anni per spostarsi tra rocce, suolo, oceano e atmosfera nel ciclo lento del Carbonio. In media, da 10 a 100 milioni di tonnellate di Carbonio sono spostate attraverso il ciclo del Carbonio lento ogni anno. 
In confronto le emissioni umane di Carbonio nell'atmosfera sono dell'ordine di 1015 grammi, mentre il ciclo del Carbonio veloce sposta da 1016 a 1017 grammi di Carbonio all'anno.

Per approfondire, leggi qui.

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